WEB框架-Django框架学习（二）- 模型层

今日份整理为模型层

1.ORM简介

MVC或者MVC框架中包括一个重要的部分，就是ORM，它实现了数据模型与数据库的解耦，即数据模型的设计不需要依赖于特定的数据库，通过简单的配置就可以轻松更换数据库，这极大的减轻了开发人员的工作量，不需要面对因数据库变更而导致的无效劳动ORM是“对象-关系-映射”的简称。

不过使用ORM也是有优缺点的

优点：

• 写python代码，实现对数据库的相关操作，提高开发效率
• 平滑切换数据库，在多表链接的时候是很明显的

缺点：

• python代码，转换SQL需要时间，效率相对会有影响
• SQL能力下降；

如果想要打印orm转换过程中的sql，需要在setting中进行如下配置

LOGGING = {
    'version': 1,
    'disable_existing_loggers': False,
    'handlers': {
        'console':{
            'level':'DEBUG',
            'class':'logging.StreamHandler',
        },
    },
    'loggers': {
        'django.db.backends': {
            'handlers': ['console'],
            'propagate': True,
            'level':'DEBUG',
        },
    }
}　　

settings配置

2. ORM的单表操作

1.mysql数据库创建库

#在mysql客户端中新建库
create database 数据库名称 default charset=utf8;

2.在settings配置数据库

#在项目中的公共settings中设置
DATABASES = {
            'default': {
                'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',  # 注意改为mysql
                'NAME': "数据库名称",
                'HOST': "127.0.0.1",
                'PORT': 3306,
                'USER': '用户名',
                'PASSWORD': "密码"，
            }
        }

3.跟settings同级的init.py 配置

#在__init__中配置
 import pymysql
 pymysql.install_as_MySQLdb()

4.在app下models.py 里写模型类

#在app中的models.py中创建类
class Book(models.Model):
           nid = models.AutoField(primary_key=True)
           title = models.CharField(max_length=32)
           price = models.DecimalField(max_digits=5, decimal_places=2)
           publish = models.CharField(max_length=64)
           pub_date = models.DateField()

注意：在这里定义类的属性要和数据库中的属性一致，吃了太多因为一个字母错了，找了大半天的错。。。

5.在命令行，执行命令

#在命令行中输入命令
python manage.py makemigrations   # 把models变更记录记录下来。注意：此时，数据还没数据。
python manage.py migrate  # 将数据导入到数据。同步。

补充信息

每个字段有一些特有的参数，例如，CharField需要max_length参数来指定VARCHAR数据库字段的大小。还有一些适用于所有字段的通用参数。 这些参数在文档中有详细定义，这里我们只简单介绍一些最常用的：

更多字段：

<1> CharField
       字符串字段, 用于较短的字符串.
       CharField 要求必须有一个参数 maxlength, 用于从数据库层和Django校验层限制该字段所允许的最大字符数.

<2> IntegerField
      #用于保存一个整数.

<3> FloatField
       一个浮点数. 必须 提供两个参数:

       参数    描述
       max_digits    总位数(不包括小数点和符号)
       decimal_places    小数位数
               举例来说, 要保存最大值为 999 (小数点后保存2位),你要这样定义字段:

               models.FloatField(..., max_digits=5, decimal_places=2)
               要保存最大值一百万(小数点后保存10位)的话,你要这样定义:

               models.FloatField(..., max_digits=19, decimal_places=10)
               admin 用一个文本框(<input type="text">)表示该字段保存的数据.

<4> AutoField
       一个 IntegerField, 添加记录时它会自动增长. 你通常不需要直接使用这个字段;
       自定义一个主键：my_id=models.AutoField(primary_key=True)
       如果你不指定主键的话,系统会自动添加一个主键字段到你的 model.

<5> BooleanField
       A true/false field. admin 用 checkbox 来表示此类字段.

<6> TextField
       一个容量很大的文本字段.
       admin 用一个 <textarea> (文本区域)表示该字段数据.(一个多行编辑框).

<7> EmailField
       一个带有检查Email合法性的 CharField,不接受 maxlength 参数.

<8> DateField
       一个日期字段. 共有下列额外的可选参数:
       Argument    描述
       auto_now    当对象被保存时,自动将该字段的值设置为当前时间.通常用于表示 "last-modified" 时间戳.
       auto_now_add    当对象首次被创建时,自动将该字段的值设置为当前时间.通常用于表示对象创建时间.
       （仅仅在admin中有意义...)

<9> DateTimeField
        一个日期时间字段. 类似 DateField 支持同样的附加选项.

<10> ImageField
       类似 FileField, 不过要校验上传对象是否是一个合法图片.#它有两个可选参数:height_field和width_field,
       如果提供这两个参数,则图片将按提供的高度和宽度规格保存.    
<11> FileField
    一个文件上传字段.
    要求一个必须有的参数: upload_to, 一个用于保存上载文件的本地文件系统路径. 这个路径必须包含 strftime #formatting,
    该格式将被上载文件的 date/time
    替换(so that uploaded files don't fill up the given directory).
    admin 用一个<input type="file">部件表示该字段保存的数据(一个文件上传部件) .

    注意：在一个 model 中使用 FileField 或 ImageField 需要以下步骤:
           （1）在你的 settings 文件中, 定义一个完整路径给 MEDIA_ROOT 以便让 Django在此处保存上传文件.
           (出于性能考虑,这些文件并不保存到数据库.) 定义MEDIA_URL 作为该目录的公共 URL. 要确保该目录对
            WEB服务器用户帐号是可写的.
           （2） 在你的 model 中添加 FileField 或 ImageField, 并确保定义了 upload_to 选项,以告诉 Django
            使用 MEDIA_ROOT 的哪个子目录保存上传文件.你的数据库中要保存的只是文件的路径(相对于 MEDIA_ROOT).
            出于习惯你一定很想使用 Django 提供的 get_<#fieldname>_url 函数.举例来说,如果你的 ImageField
            叫作 mug_shot, 你就可以在模板中以 {{ object.#get_mug_shot_url }} 这样的方式得到图像的绝对路径.

<12> URLField
     用于保存 URL. 若 verify_exists 参数为 True (默认), 给定的 URL 会预先检查是否存在( 即URL是否被有效装入且
     没有返回404响应).
     admin 用一个 <input type="text"> 文本框表示该字段保存的数据(一个单行编辑框)

<13> NullBooleanField
      类似 BooleanField, 不过允许 NULL 作为其中一个选项. 推荐使用这个字段而不要用 BooleanField 加 null=True 选项
      admin 用一个选择框 <select> (三个可选择的值: "Unknown", "Yes" 和 "No" ) 来表示这种字段数据.

<14> SlugField
      "Slug" 是一个报纸术语. slug 是某个东西的小小标记(短签), 只包含字母,数字,下划线和连字符.#它们通常用于URLs
      若你使用 Django 开发版本,你可以指定 maxlength. 若 maxlength 未指定, Django 会使用默认长度: 50.  #在
      以前的 Django 版本,没有任何办法改变50 这个长度.
      这暗示了 db_index=True.
      它接受一个额外的参数: prepopulate_from, which is a list of fields from which to auto-#populate
      the slug, via JavaScript,in the object's admin form: models.SlugField
      (prepopulate_from=("pre_name", "name"))prepopulate_from 不接受 DateTimeFields.

<15> XMLField
       一个校验值是否为合法XML的 TextField,必须提供参数: schema_path, 它是一个用来校验文本的 RelaxNG schema #的文件系统路径.

<16> FilePathField
       可选项目为某个特定目录下的文件名. 支持三个特殊的参数, 其中第一个是必须提供的.
       参数    描述
       path    必需参数. 一个目录的绝对文件系统路径. FilePathField 据此得到可选项目.
       Example: "/home/images".
       match    可选参数. 一个正则表达式, 作为一个字符串, FilePathField 将使用它过滤文件名.
       注意这个正则表达式只会应用到 base filename 而不是
       路径全名. Example: "foo.*\.txt^", 将匹配文件 foo23.txt 却不匹配 bar.txt 或 foo23.gif.
       recursive可选参数.要么 True 要么 False. 默认值是 False. 是否包括 path 下面的全部子目录.
       这三个参数可以同时使用.
       match 仅应用于 base filename, 而不是路径全名. 那么,这个例子:
       FilePathField(path="/home/images", match="foo.*", recursive=True)
       ...会匹配 /home/images/foo.gif 而不匹配 /home/images/foo/bar.gif

<17> IPAddressField
       一个字符串形式的 IP 地址, (i.e. "24.124.1.30").
<18> CommaSeparatedIntegerField
       用于存放逗号分隔的整数值. 类似 CharField, 必须要有maxlength参数.

更多字段！

更多参数：

(1)null

如果为True，Django 将用NULL 来在数据库中存储空值。 默认值是 False.

(1)blank

如果为True，该字段允许不填。默认为False。
要注意，这与 null 不同。null纯粹是数据库范畴的，而 blank 是数据验证范畴的。
如果一个字段的blank=True，表单的验证将允许该字段是空值。如果字段的blank=False，该字段就是必填的。

(2)default

字段的默认值。可以是一个值或者可调用对象。如果可调用 ，每有新对象被创建它都会被调用。

(3)primary_key

如果为True，那么这个字段就是模型的主键。如果你没有指定任何一个字段的primary_key=True，
Django 就会自动添加一个IntegerField字段做为主键，所以除非你想覆盖默认的主键行为，
否则没必要设置任何一个字段的primary_key=True。

(4)unique

如果该值设置为 True, 这个数据字段的值在整张表中必须是唯一的

(5)choices
由二元组组成的一个可迭代对象（例如，列表或元组），用来给字段提供选择项。 如果设置了choices ，默认的表单将是一个选择框而不是标准的文本框，<br>而且这个选择框的选项就是choices 中的选项。

更多参数

终于搞完上面这部分，头都晕了，现在开始数据库的增删改查

2.4.1.3 ORM的增加

ORM增加其实就是类的实例化对象，然后添加进去

from app01.models import Book

# 第一种实例化对象
def add_obj(request):
    # 实例化一个对象，但是必须加一个对象的save方法，才能同步
    book_obj = Book(title="孤独九剑",price=180,publish='华山出版社',pub_data='2019-1-12')
    book_obj.save()


# 第二种实例化方法
#     实例化一个对象，同时直接同步到数据库中
    book=Book.objects.create(title="葵花宝典",price=200,publish='明教出版社',pub_data='2019-1-14')
    book=Book.objects.create(title="少林五棍",price=220,publish='少林出版社',pub_data='2019-1-20')
    book1=Book.objects.create(title="绣花针",price=190,publish='明教出版社',pub_data='2019-1-18')

    return HttpResponse("新增成功！")

2.4.1.4 ORM的查询

ORM查询就是在python中使用SQL的查询语句

按照查询获取到的数据类型，整理如下

#返回结果为QuerySet列表

1.all() #返回所有的数据以及对象
2.filter() #返回过滤满足条件的对象列表
3.order_by() #默认是升序，如果在条件前加入- 排序方式就更改为降序
4.values() #返回一个类似字典的的对象
5.reverse() #对对象排序进行反转
6.distinct() #去重，需要注意的是去重是去的重复的对象，单表就无法去重。
7.values_list() #生成一个类似的元祖
8.exclude() #跟filter相反，filter前面加上not和exclude()效果一致


#返回对象
1.get() 多个结果和没有结果会报错，有且只有一个才可以
2.first() 获取到最开始的一个
3.last() 获取到最后一个


#返回数据类型
1. exists() 返回布尔值，判断是一个表是否是空表
2. count() 返回int计数。

在这种指定对象的查询之外，还有一些是模糊查询

#所有的模糊查询

Book.objects.filter(price__in=[100,200,300])#双下方法之在列表内的数据

Book.objects.filter(price__gt=100)#双下方法之大于指定的值,gte为大于等于

Book.objects.filter(price__lt=100)#双下方法之小于指定的值，ite为小于等于

Book.objects.filter(price__range=[100,200])#双下方法之在100到200的范围，首尾都包含

Book.objects.filter(title__contains="python")#双下方法之包含

Book.objects.filter(title__icontains="python")#双下方法之非，不区分大小写

Book.objects.filter(title__startswith="py")#双下方法之以什么开始，区分大小写

Book.objects.filter(pub_date__year=2012)#双下方法之判断时间，例如年为2012

2.4.1.5 ORM的删除

1.流程如下图

2.删除表记录

删除方法就是 delete()。它运行时立即删除对象而不返回任何值。例如：

model_obj.delete()

也可以一次性删除多个对象。每个 QuerySet 都有一个 delete() 方法，它一次性删除 QuerySet 中所有的对象。

Entry.objects.filter(pub_date__year=2005).delete()

在 Django 删除对象时，会模仿 SQL 约束 ON DELETE CASCADE 的行为，换句话说，删除一个对象时也会删除与它相关联的外键对象。例如：

b = Blog.objects.get(pk=1) # This will delete the Blog and all of its Entry objects. b.delete()

要注意的是： delete() 方法是 QuerySet 上的方法，但并不适用于 Manager 本身。这是一种保护机制，是为了避免意外地调用 Entry.objects.delete() 方法导致 所有的 记录被误删除。如果你确认要删除所有的对象，那么你必须显式地调用：

Entry.objects.all().delete()

#如果不想级联删除，可以设置为:

pubHouse = models.ForeignKey(to='Publisher', on_delete=models.SET_NULL, blank=True, null=True)

2.4.1.6 ORM的修改

对于ORM的修改可以有俩种方式

#第一种方式
Book.objects.filter(title__startswith="py").update(price=120)

不过如果是通过对象来修改属性，最后要save。

对于objects，则是使用提供的方法直接update更新
#第二种方式
先拿到一个dict，然后对对象传递整个字典
models.Book.objects.filter(pk=book_id).update(**data)  # name和数据库字段保持一致

解释下对于前后端的修改或者新增的大致过程

2.4.2 多表操作

上面的操作都是基于单表来操作，可以对于一个业务逻辑来说，单表是最单一的，最后都会归根于多表操作

2.4.2.1 创建模型

实例：我们来假定下面这些概念，字段和关系
作者模型：一个作者有姓名和年龄。
作者详细模型：把作者的详情放到详情表，包含生日，手机号，家庭住址等信息。作者详情模型和作者模型之间是一对一的关系（one-to-one）
出版商模型：出版商有名称，所在城市以及email。
书籍模型： 书籍有书名和出版日期，一本书可能会有多个作者，一个作者也可以写多本书，所以作者和书籍的关系就是多对多的关联关系(many-to-many);一本书只应该由一个出版商出版，所以出版商和书籍是一对多关联关系(one-to-many)。
模型建立如下：

from django.db import models
# Create your models here.

class Author(models.Model):
    nid = models.AutoField(primary_key=True)
    name=models.CharField( max_length=32)
    age=models.IntegerField()

    # 与AuthorDetail建立一对一的关系
    authorDetail=models.OneToOneField(to="AuthorDetail",on_delete=models.CASCADE)

class AuthorDetail(models.Model):

    nid = models.AutoField(primary_key=True)
    birthday=models.DateField()
    telephone=models.BigIntegerField()
    addr=models.CharField( max_length=64)

class Publish(models.Model):
    nid = models.AutoField(primary_key=True)
    name=models.CharField( max_length=32)
    city=models.CharField( max_length=32)
    email=models.EmailField()

class Book(models.Model):

    nid = models.AutoField(primary_key=True)
    title = models.CharField( max_length=32)
    publishDate=models.DateField()
    price=models.DecimalField(max_digits=5,decimal_places=2)

    # 与Publish建立一对多的关系,外键字段建立在多的一方
    publish=models.ForeignKey(to="Publish",to_field="nid",on_delete=models.CASCADE)
    # 与Author表建立多对多的关系,ManyToManyField可以建在两个模型中的任意一个，自动创建第三张表
    authors=models.ManyToManyField(to='Author',)

生成表如下：

注意事项：

• 表的名称myapp_modelName，是根据 模型中的元数据自动生成的，也可以覆写为别的名称　　
• id 字段是自动添加的
• 对于外键字段，Django 会在字段名上添加"_id" 来创建数据库中的列名
• 这个例子中的CREATE TABLE SQL 语句使用PostgreSQL 语法格式，要注意的是Django 会根据settings 中指定的数据库类型来使用相应的SQL 语句。
• 定义好模型之后，你需要告诉Django _使用_这些模型。你要做的就是修改配置文件中的INSTALL_APPSZ中设置，在其中添加models.py所在应用的名称。
• 外键字段 ForeignKey 有一个 null=True 的设置(它允许外键接受空值 NULL)，你可以赋给它空值 None 。

2.4.2.2 添加数据

添加数据要不直接在数据库中添加数据，要不就是在代码中添加对象

补充 class RelatedManager  关系选择器，单独一节

2.4.2.3 基于对象的跨表查询

一对多查询（Publish 与 Book）
正向查询(按字段：publish)：

# 查询主键为1的书籍的出版社所在的城市
book_obj=Book.objects.filter(pk=1).first()
# book_obj.publish 是主键为1的书籍对象关联的出版社对象
print(book_obj.publish.city)

反向查询(按表名：book_set)：

publish=Publish.objects.get(name="苹果出版社")
#publish.book_set.all() : 与苹果出版社关联的所有书籍对象集合
book_list=publish.book_set.all()    
for book_obj in book_list:
       print(book_obj.title)

一对一查询(Author 与 AuthorDetail)
正向查询(按字段：authorDetail)：

egon=Author.objects.filter(name="egon").first()
print(egon.authorDetail.telephone)

反向查询(按表名：author)：

# 查询所有住址在北京的作者的姓名

authorDetail_list=AuthorDetail.objects.filter(addr="beijing")
for obj in authorDetail_list:
     print(obj.author.name)

多对多查询 (Author 与 Book)
正向查询(按字段：authors)：

# 金瓶眉所有作者的名字以及手机号

book_obj=Book.objects.filter(title="金瓶眉").first()
authors=book_obj.authors.all()
for author_obj in authors:
     print(author_obj.name,author_obj.authorDetail.telephone)

反向查询(按表名：book_set)：

# 查询egon出过的所有书籍的名字

    author_obj=Author.objects.get(name="egon")
    book_list=author_obj.book_set.all()        #与egon作者相关的所有书籍
    for book_obj in book_list:
        print(book_obj.title)

注意：
你可以通过在 ForeignKey() 和ManyToManyField的定义中设置 related_name 的值来覆写 FOO_set 的名称。例如，如果 Article model 中做一下更改：

publish = ForeignKey(Book, related_name='bookList')

那么接下来就会如我们看到这般：

# 查询 人民出版社出版过的所有书籍

publish=Publish.objects.get(name="人民出版社")
book_list=publish.bookList.all()  # 与人民出版社关联的所有书籍对象集合

2.4.2.4基于双下划线的跨表查询

Django 还提供了一种直观而高效的方式在查询(lookups)中表示关联关系，它能自动确认 SQL JOIN 联系。要做跨关系查询，就使用两个下划线来链接模型(model)间关联字段的名称，直到最终链接到你想要的 model 为止。
关键点：正向查询按字段，反向查询按表名。

一对多查询

# 练习1:  查询苹果出版社出版过的所有书籍的名字与价格(一对多)
     # 正向查询 按字段:publish
     queryResult=Book.objects
　　　　　　　　　　　　.filter(publish__name="苹果出版社")
　　　　　　　　　　　　.values_list("title","price")
     # 反向查询 按表名:book
     queryResult=Publish.objects
　　　　　　　　　　　　　　.filter(name="苹果出版社")
　　　　　　　　　　　　　　.values_list("book__title","book__price")

多对多查询　

# 练习2: 查询alex出过的所有书籍的名字(多对多)
     # 正向查询 按字段:authors:
    queryResult=Book.objects
　　　　　　　　　　　　.filter(authors__name="yuan")
　　　　　　　　　　　　.values_list("title")
     # 反向查询 按表名:book
    queryResult=Author.objects
　　　　　　　　　　　　　　.filter(name="yuan")
　　　　　　　　　　　　　　.values_list("book__title","book__price")

混合使用

# 练习3: 查询人民出版社出版过的所有书籍的名字以及作者的姓名

    # 正向查询
    queryResult=Book.objects
　　　　　　　　　　　　.filter(publish__name="人民出版社")
　　　　　　　　　　　　.values_list("title","authors__name")
    # 反向查询
    queryResult=Publish.objects
　　　　　　　　　　　　　　.filter(name="人民出版社")
　　　　　　　　　　　　　　.values_list("book__title","book__authors__age","book__authors__name")

# 练习4: 手机号以151开头的作者出版过的所有书籍名称以及出版社名称

    queryResult=Book.objects
　　　　　　　　　　　　.filter(authors__authorDetail__telephone__regex="151")
　　　　　　　　　　　　.values_list("title","publish__name")

注意：
反向查询时，如果定义了related_name ，则用related_name替换表名，例如：

publish = ForeignKey(Blog, related_name='bookList')

练习1: 查询人民出版社出版过的所有书籍的名字与价格(一对多)

#反向查询 不再按表名:book,而是related_name:bookList

queryResult=Publish.objects
　　　　　　　　　　.filter(name="人民出版社")
　　　　　　　　　　.values_list("bookList__title","bookList__price")

注意：正向查询按字段，反向查询按小写表名

2.4.2.5 聚合查询与分组查询

2.4.2.6 F查询以及Q查询